Kjeldahl

Kjeldahl

Détermination de l’azote dans un composé organique ou inorganique par la méthode de Kjeldahl. BUT Le but de ce laboratoire est de déterminer le pourcentage d’azote contenu dans un inconnu par la méthode de Kjeldahl. THÉORIE Les composés contenant de l’azote sont courants et particulièrement importants dans le domaine de la chimie. L’azote est présent dans de nombreuses substances comme les acides aminés, les protéines, les médicaments, les engrais, les explosifs et les sols. etrouver dans les m sang, les hormones, organiques à longue carboxyliques (COO-) org es que l’on peut gles, la peau, le macromoléculaires eurs groupements rotéines sont formées à partir des acides amin s reli s dans une séquence particulière qui en définit ses propriétés. Le L-alanine tel que présenté à la figure 1 est un exemple d’aminoacide . On peut observer que la présence d’une fonction acide et d’une fonction amine lui donne des propriétés à la fois acides et basiques, ce qui permet la formation d’un sel interne ou Zwitterion.

La méthode de dosage la plus courante pour l’azote organique est la méthode de Kjeldahl dans laquelle on utilise la théorie des titrages acido-basique. Au cours de cette méthode, l’échantillon est décomposé dans un excès d’acide sulfurique

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concentré et chaud dans le but de transformer l’azote présent dans l’inconnu en ion ammonium. La réaction condui conduit à la formation de NH4+ (aq) + HS04 ou de (NH4)2S04. Protéines) + H2S04 C02(g) + S02 (g)+ CO Œ) + NH4+ (aq) + HS04-(aq) À l’addition d’un excès d’alcali (hydroxyde de sodium) et distillation, de l’ammoniac (NH3) est libéré selon la réaction suivante : NH4HS04 (aq)+ 2 NaOH (aco C NH3 Œ) + H20 (I) + NüS04 (aq) L’ammoniac libéré est ensuite acheminé par un canalisation dans ne solution d’acide borique (H3B03), il y a alors réaction acide- base et l’ammoniac est transformé borate d’ammonium selon la réaction suivante : NH3 Œ) + ‘-13303 (aco O NH4H2B03 cati) L’azote qui est ainsi recueilli est totalement récupéré sous forme de borate d’ammonium et peut être déterminé par un titrage acide base. En effet, on peut constater que le borate d’ammonium est un sel amphotère. En présence d’un acide comme l’acide chlorhydrique, le borate agra comme une base dans un rapport stœchiométrique de 1 pour 1 . NH4H2303 (aq) + HCI (aq) O NH4Cl (aq) + H3B03 cati)

Pour certains composés comme les substances organiques qui contiennent des groupement nitro (-N02) , des groupement aza ( -N=N-) ou des groupement azoxy, de même que pour certaines substances inorganiques comme les engrais chimiques qui contiennent des groupes nitrates (-N03), il est nécessaire de fixer l’azote en traitant l’échantillon initial par l’acide salicylique ( C6H40HCOOH ) et le thiosulfate de sodium (Na2S203). Ce traitement de réduction évitera la perte de l’azote lors de l’oxydation avec l’acide sulfuri ue chaud. On remarque en effet que l’oxydation des produi vec l’acide sulfurique chaud. On remarque en effet que l’oxydation des produits contenant ces groupements fonctionnels peut conduire à la formation d’azote élémentaire qui s’échappe du milieu réactionnel. Ceci implique donc que l’azote, s’il est perdu, ne pourra alors être dosé.

Afin de fixer l’azote, on effectue donc les réactions suivantes : C6H40HCOOH (aq)+ N03- (ag) Cl C6H3N020HCOOH (aq)+ OH- (aq) Na2S203 (aq) + H2S04 Na2S04 (aco + H2S203 caq) L’acide thiosu furique conduit ensuite à la formation d’un mélange réducteur d’acide sulfureux et de souffre moléculaire. H2S203 H2S03 (aco + s (s) L’acide nitrosalicylique C6H3N020HCOOH réagit ensuite avec l’acide sulfureux pour former l’acide aminosalicylique qui se comportera alors de la même façon que les autres amines pendant l’oxydation à chaud par l’acide sulfurique. C6H3N020HCOOH (aq) + 3 H2S03 (aco + H20 (I) O C6H3NH20HCOOH (aq) + 3 H2S04 (ag) DOCUMENT TECHNIQUE SYSTÈME DE DISTIILATION KJELTEC1026 DE TECATOR Voici un aperçu de l’appareil dans lequel la distillation est réallsée. La figure 1 illustre son principe de fonctionnement. Robinet anti-retour 9. Pompe à eau 19. Tube d’évacuation 10. Condenseur 20.

Robinet de drainage Figure 1. Appareil de distillation pour la méthode de Kjeldahl RÉSUMÉ DU LABORATOIRE Des masses précises du produit à analyser sont versées dans des tubes à digestion ou on procédera à une réaction d’oxydation à l’aide de l’acide sulfurique chaud. La réaction est effectuée en présence d’un catalyseur pour faciliter la réaction en diminuant la barrière d’énergie et en présence de sulfate de potassium pour élever le point d’ébullition de l’acide su furique, ce qui permet une réaction plus complète. Après digestion, de l’hydroxyde de odium est ajouté au mélange réactionnel qui est distillé pour en libérer de l’ammoniac.

Le NH3 ainsi libéré est récupéré en barbottant le gaz dans l’acide borique, ce qui permet de récupérer l’azote sous forme de borate d’ammonium qui est titré par l’acide chlorhydrique en présence de bromocrésol vert. La figure 2 illustre la méthode et ses différentes étapes au moyen d’un diagramme simple. Pour cette expérience, deux possibilités d’analyse pourront être réalisées. Soit l’analyse de la bière, (Il semble en effet que la bière possède une certaine quantité de protéine, c’est ce que nous ssaierons peut-être de démontrer), ou l’analyse d’un engrais chimique. Figure 2. Les étapes de la méthode de Kjeldahl au moyen du système Kjeltec 1026 de Tecator. DÉTERMINATION DE L’AZOTE PROTOCOLE EXPÉRIMENT E L’AZOTE DANS LA BIÈRE PROTOCOLE EXPÉRIMENTAL : DOSAGE DE L’AZOTE DANS UN ENCRAIS Partie 1.

Digestion 1 Peser 3 échantillons d’engrais de 0,5000 à 1,0000 g. Transférez quantitativement dans trois tubes numérotés, propres et secs. (Utiliser un marqueur à haute température). Prévoir un témoin. N’oubliez pas d’allumer le bloc chauffant dès le début e l’expérience, la montée en temperature prend au moins une heure. 2. Ajouter 1,1 g d’acide salicylique et 15 ml d’acide sulfurique concentré dans chacun des tubes. À partir de ce moment, travailler sous la hotte. 3. Chauffer au bain marie pendant 2 minutes. 4. Laisser reposer 20 minutes, brasser plusieurs fois. 5. Ajouter 0,5 g de thiosulfate de sodium (Na2S203 Cl 5H20) , brasser occasionnellement pendant 5 minutes. 6.

Commencer la digestion lentement pendant IO minutes au bain marie. Laisser ensuite reposer 10 minutes. 7. Ajouter deux comprimés du catalyseur de K2S04 / HgO. Attention de ne pas confondre avec le catalyseur utilisé pour l’analyse de la bière. Utiliser des pinces, évitez de manipuler les pastilles qui contiennent de l’oxyde de mercure avec les doigts. 8. Placer les 4 tubes et leur contenu dans le support. Placer convenablement les pièces de tête pour la récupération des vapeurs sur les tubes. Celles-ci sont reliées à la trompe à eau ouverte au maximum au tout début. 9. Transférez l’ensemble sur le bloc de digestion qui a été préalablement chauffé autour de 375CC.

Attention au début : Surveillez attentivement au début de la dlgestion pour éviter que a réaction ne Surveillez attentivement au début de la digestion pour éviter que la réaction ne s’emballe. Si l’ébullition est trop forte au commencement, retirer les tubes partiellement du support en les soulevant, afin d’éviter que le contenu des tubes ne soit aspiré par la trompe à eau. IO. Après environ trois minutes de succion, réduire le débit d’eau de la trompe au minimum afin d’éviter des pertes d’azote. 1 1 . Laisser la digestion s’opérer pendant 60 minutes en augmentant la température du bloc à jusqu’à 4202C après que la réaction soit commencée. 12.

Après que les 60 minutes soient écoulées, mettre des gants et retirer l’ensemble du bloc de digestion tout en laissant la succion s’operer. 13. Laisser refroidir. Pendant que le refroidissement a lieu, mettre en opération le distillateur. Après que les tubes aient refroidis, fermer la succion et retirer les pièces de tête. Partie 2. Mise en opération du distillateur et distillation. 1 . Vérifier que le niveau de NaOH et d’eau soit suffisant dans les réservoirs. 2. Placer un vase récepteur (erlenmeyer) pour le nettoyage des canalisations à la sortie de l’appareil. La porte de sécurité doit être fermée et il doit y avoir un tube vide et propre dans le compartiment des tubes.

Noter bien qu’en tout temps, l’appareil ne peut fonctionner si cette porte est ouverte. Éviter de la toucher pendant une distillation. 3. Mettre en marche l’appareil 4. Ouvrir le robinet d’eau froide derrière l’appareil. 5. En mode manuel, appuyer sur le commutateur « steam Après quelques mlnutes, l’appareil commence à distiller, on poursuit cette commutateur « steam D. Après quelques minutes, l’appareil commence à distiller, on poursuit cette distillation jusqu’à ce que ‘on ait recueilli quelques millilitres d’eau dans le vase récepteur. pour arrêter la distillation appuyer sur le bouton «steam» une autre fois. Ceci désactivera le générateur de vapeur et arrêtera la distillation 6.

Placer un nouveau vase récepteur à la sortie de l’appareil Celui-ci doit contenir 50,00 d’acide borique et 6 à 7 gouttes de bromocrésol vert (0,1 g dans 100ml d’éthanol). Éviter de toucher le tube de téflon dans l’éprouvette et le tube de verre qui va dans le vase récepteur de manière à ne pas les contaminer. 7. Ajouter 25,00 ml d’une solution de thiosulfate de sodium (300 /l) à chaque tube qui contient un échantillon à analyser, ainsi que 3 à 4 gouttes d’huile de silicone qui agira comme anti-mousse. 8. pour commencer une distillation, placer un des tubes ? analyser dans le compartiment à distillation. Ne fermez pas immédiatement la parte de sécurité. Choisissez le mode automatique.

Le mode automatique est choisis lorsque le témoin lumineux (auto/man) est allumé. 9. Pour Fanalyse de l’azote dans un engrais, on utilise les ajustements suivants sur les contrôles de Happareil. 2 Delay: 0. 2 Steam: 5. 5 Ces ajustements représentent respectivement le nombre d’ajout e NaOH, dans ce cas ci, 2 ajouts de 25,00 ml, le délais entre les deux ajouts, min, et le temps de distillation 5,5 minutes. Ces parametres sont fournis dans le manuel d’instruction selon le type d’analyse à effectuer. 10. Fermer fournis dans le manuel d’instruction selon le type d’analyse ? effectuer. IO. Fermer la porte, la distillation commence alors automatlquement. une fois terminée, la distillatlon s’arrête aussi automatiquement. 1 Récupérer le vase récepteur et titrer le contenu avec RCI 0,05 M. Calculer le pourcentage d’azote. 12. Recommencer la distillation pour chacun des autres ?chantillons. Notez que si l’appareil n’est pas utilisé pendant une période de plus de trente minutes, il faut recommencer la procédure de nettoyage (étapes 2 à 5) 13. pour fermer l’appareil, placer d’abord un tube dans l’unlté de distillation, puis procéder au nettoyage en mode manuel. Appuyer sur steam et laisser distiller pendant environ 3 minutes. une fois terminé, placer un tube à digestion vide et un vase récepteur à la sortie. 14. Éteindre l’appareil. 15. Fermer l’eau 16.

Nettoyer le plateau et la plate-forme de rappareil avec de l’eau et du papier essuie-tout pour garder l’appareil propre. Nettoyer votre surface de travail. 17. Dans la section résultats de votre rapport de laboratoire présenter tous les résultats obtenus sous forme de tableaux et discuter des résultats dans la discussion. Un document précisant les exigences particulières pour le rapport vous sera remis la semaine où l’expérience est effectuée. 1. Skoog, DA. , West D. M. , Haller F.. Chimie analytique, Traduction et révision scie 7e édition américaine, De 1. Skoog, DA. , West D. M. , Holler P. J. , Chimie analytique, Traduction et révision scientifique de la 7e édition américaine, De